專利名稱：噴射攪拌施工方法及噴射攪拌裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在較軟的地基中浸入地基改良用介質(zhì)來構(gòu)建樁橛的施工方法及噴射攪拌裝置，特別涉及雖可將泥漿當(dāng)作施工廢料和一般殘土處理但卻不作為一般殘土處理而是作為建筑構(gòu)筑材料再利用的樁橛的噴射攪拌施工方法及噴射攪拌裝置。
背景技術(shù)：
以往，在建筑、土木工程中，為在該工程中使較軟的地基硬化而使用了在地基中浸入地基硬化劑以使地基硬化的施工方法。提出了多種施工方法來作為此類以地基改良為目的的方法，特別地，因作業(yè)性和可靠性的優(yōu)點(diǎn)而廣泛使用噴射攪拌施工方法。
噴射攪拌施工方法中使用被稱作鉆孔機(jī)的噴射攪拌裝置。鉆孔機(jī)的構(gòu)成包括使主軸邊旋轉(zhuǎn)邊升降的進(jìn)給裝置、支撐于主軸上的多管桿、將用攪拌機(jī)和攪拌器混合的地基改良材料以高壓進(jìn)行壓力輸送的高壓泵、驅(qū)動(dòng)高壓泵的液壓?jiǎn)卧⒃诘鼗不牧现谢烊肟諝獾膲簹鈾C(jī)、向攪拌機(jī)供給水的水箱。
作為噴射攪拌施工方法，開發(fā)了在從設(shè)于多管桿上的噴射部噴射壓縮空氣和水來切割地基后，噴射并攪拌以水泥漿為主要成分的地基改良用介質(zhì)和促進(jìn)地基改良用介質(zhì)硬化的反應(yīng)材料來構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛的方法。該施工方法是在對(duì)象地基中形成地基和硬化材料的柱狀攪拌部并通過地基硬化材料的硬化在地基中制造樁橛狀的固體物而構(gòu)建樁橛的施工方法。這時(shí)，置換地基硬化材料的土壤的一部分作為泥水而與空氣一同被排出到外部。由切割所產(chǎn)生的含水分的泥漿通過挖掘孔而被排出到地面，從而需要對(duì)施工廢料進(jìn)行運(yùn)輸處理。如果將由現(xiàn)有噴射攪拌施工方法排出的大量泥漿作為施工廢料進(jìn)行處理，那么存在的問題是不但廢料處理所花費(fèi)的成本增大，而且現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)也變得煩雜，其結(jié)果就會(huì)使噴射攪拌施工方法整體所需成本增大。
為解決此類問題，為可將泥漿作為一般殘土進(jìn)行處理，對(duì)噴射攪拌施工方法進(jìn)行改良以不使泥漿中包含硬化材料等地基改良用介質(zhì)。但是，存在不能將泥漿完全作為一般殘土進(jìn)行處理的問題，再有，還存在排出的殘土的丟棄處理問題始終沒有解決的問題。
如果是不將制造所產(chǎn)生的泥漿作為施工廢料和一般殘土進(jìn)行丟棄處理而是作為建筑和構(gòu)建材料再次利用的方法，則可成為將廢料作為材料進(jìn)行有效利用的對(duì)地球環(huán)境友好的建筑構(gòu)建施工方法。期待此類對(duì)環(huán)境友好的噴射攪拌施工方法及噴射攪拌裝置的開發(fā)。
此外，在現(xiàn)有噴射攪拌施工方法中，從噴射噴嘴將地基硬化材料和空氣一同噴射到地基中并攪拌土壤和地基硬化材料。這是被稱為空氣結(jié)合(混合氣體噴出)的現(xiàn)象，將用作地基硬化材料的水泥漿的吸出到外部。這樣，其結(jié)果為將地基中的地基硬化材料的一部分在硬化前從挖掘孔吸出并排出到外部。
因此，為構(gòu)筑期望直徑的樁橛而所需的地基硬化材料的量不足，出現(xiàn)了足夠距離的地基硬化材料沒有浸入的現(xiàn)象，發(fā)生了實(shí)際上制成比預(yù)定直徑小的樁橛的事情。
此外，由于與水泥漿一同從挖掘孔排出的泥漿必須作為施工廢料來處理，所以現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)變煩雜，且經(jīng)費(fèi)提高。
本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)為專利文獻(xiàn)1-日本第2717503號(hào)專利、專利文獻(xiàn)2-日本第2844284號(hào)專利、專利文獻(xiàn)3-日本第2003-379126號(hào)專利申請(qǐng)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供可將泥漿作為施工廢料或一般殘土進(jìn)行處理卻不作為殘土進(jìn)行處理而是在排除粒徑大的固體物后與硬化材料等地基改良用介質(zhì)進(jìn)行混合以作為建筑構(gòu)建材料再利用的樁橛的噴射攪拌施工方法及噴射攪拌裝置，以及提供促進(jìn)地基硬化材料的硬化且防止地基硬化材料流出并在構(gòu)建期望直徑的樁橛的同時(shí)可將制作所產(chǎn)生的泥漿作為一般殘土處理的噴射攪拌施工方法及噴射攪拌裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的噴射攪拌施工方法及噴射攪拌裝置，在下端設(shè)有噴射以水泥漿為主要成分的地基改良用介質(zhì)的第一噴射部和噴射反應(yīng)材料的第二噴射部，再有，多管桿在比上述第一和第二噴射部高的上部設(shè)有由混合噴射壓縮空氣和水的相對(duì)的口構(gòu)成的第三噴射部，將多管桿壓入或進(jìn)給到地基中，并在地基中使上述多管桿邊旋轉(zhuǎn)邊上升，且在預(yù)定范圍內(nèi)從上述第三噴射部噴射壓縮空氣和水以將地基改良范圍噴射切割成圓筒形，在將切割的泥漿從挖掘孔排出到地面的同時(shí)，從上述第一噴射部的噴嘴噴射地基改良用介質(zhì)，再?gòu)牡诙娚洳繃娮靽娚涫沟鼗牧加媒橘|(zhì)固化的反應(yīng)材料，并構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛，其特征在于，其構(gòu)成為從由包含排出到地面的水的泥土構(gòu)成的上述泥漿中分離去除一定粒徑以上的固體物并與上述地基改良用介質(zhì)混合而形成混合介質(zhì)，再由壓力輸送泵壓力輸送以從第一噴射部作為地基改良用介質(zhì)噴射。
固體物的分離方法的構(gòu)成包括從泥漿分離粒徑大的砂土的砂土分離工序、將泥漿和地基改良用介質(zhì)混合的混合工序、將混合了泥漿的地基改良用介質(zhì)壓力輸送的壓力輸送工序。
本發(fā)明的噴射攪拌施工方法的構(gòu)成為設(shè)有噴射以水泥漿為主要成分的地基改良用介質(zhì)的第一噴射部和噴射反應(yīng)材料的第二噴射部，再有，多管桿在比上述第一和第二噴射部高的上部設(shè)有由混合噴射壓縮空氣和水的相對(duì)的口構(gòu)成的第三噴射部，將多管桿壓入或進(jìn)給到地基中，并在地基中使上述多管桿邊旋轉(zhuǎn)邊上升，且在預(yù)定范圍內(nèi)從上述第三噴射部噴射壓縮空氣和水以將地基改良范圍噴射切割成圓筒形，在將切割的泥漿從挖掘孔排出到地面的同時(shí)，從上述第一噴射部的噴嘴噴射由壓力輸送泵進(jìn)行壓力輸送的混合了水泥漿和砂土的地基改良用介質(zhì)，再?gòu)牡诙娚洳康膰娮靽娚涔袒鼗牧加媒橘|(zhì)的反應(yīng)材料以構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛。
再有，本發(fā)明是一種噴射攪拌裝置，在下端設(shè)有噴射以水泥漿為主要成分的地基改良用介質(zhì)的第一噴射部和噴射反應(yīng)材料的第二噴射部，再有，多管桿在比上述第一和第二噴射部高的上部設(shè)有由混合噴射壓縮空氣和水的相對(duì)的口構(gòu)成的第三噴射部，將多管桿壓入或進(jìn)給到地基中，并在地基中使上述多管桿邊旋轉(zhuǎn)邊上升，且在預(yù)定范圍內(nèi)從上述第三噴射部噴射壓縮空氣和水以將地基改良范圍噴射切割成圓筒形，在將切割的泥漿從挖掘孔排出到地面的同時(shí)，從上述第一噴射部的噴嘴噴射地基改良用介質(zhì)，再?gòu)牡诙娚洳繃娮靽娚涫沟鼗牧加媒橘|(zhì)固化的反應(yīng)材料，并構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛，其特征在于，其構(gòu)成為為將混合了砂土和/或一定粒徑以下的泥漿的地基改良用介質(zhì)加壓輸送到多管桿而裝備了壓力輸送泵。
再者，本發(fā)明的噴射攪拌裝置的構(gòu)成為為以更高壓壓力輸送地基改良用介質(zhì)而并排連接多個(gè)壓力輸送泵。
還有，本發(fā)明是在地基中進(jìn)給多管桿并在邊使該多管桿旋轉(zhuǎn)邊從該地基中升起的同時(shí)從在該多管桿上所設(shè)的噴射噴嘴將以水泥漿為主要成分的地基改良用介質(zhì)以高壓噴射到地基中并攪拌地基以構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛來改良地基的施工方法，在上述多管桿的下端部上下地設(shè)有噴射部，噴射部分別設(shè)有噴嘴，下方的噴射部上設(shè)有向相反方向噴射的噴射噴嘴，在預(yù)定制作長(zhǎng)度范圍內(nèi)，從上方的噴射部噴射壓縮空氣和水以切割地基改良區(qū)域，并在通過切割孔將該泥漿排出到地面且將上述泥漿作為一般殘土進(jìn)行處理的同時(shí)，使下方的噴射部到達(dá)上述地基改良區(qū)域，而后，在地基改良區(qū)域中，從下方的噴射部的一個(gè)噴射噴嘴噴射地基改良用介質(zhì)，并從另一噴射噴嘴噴射具有固0化上述水泥漿的性質(zhì)的反應(yīng)材料以由上述反應(yīng)材料提早使上述地基改良用介質(zhì)硬化，防止混合氣體噴出的現(xiàn)象并防止水泥漿流出，構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛。
再有，本發(fā)明是一種噴射攪拌裝置，其具備內(nèi)裝液壓泵的驅(qū)動(dòng)裝置和使多管桿升降·旋轉(zhuǎn)的進(jìn)給裝置，在地基中使多管桿進(jìn)給，并在使該多管桿邊旋轉(zhuǎn)邊從該地基中上升的同時(shí)從在該多管桿上所設(shè)的噴射噴嘴以高壓向地基中噴射以水泥為主要成分的地基改良用介質(zhì)來改善地基并構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛，其特征在于，其構(gòu)成為在上述多管桿的最下端部，設(shè)有互相之間以一定間隔上下設(shè)置噴射部的噴射器部，噴射部分別設(shè)有噴嘴，在該噴射器部的上部噴射部設(shè)有一同噴射壓縮空氣和水的噴射噴嘴，在上述噴射器部的下部噴射部設(shè)有互相之間逆向噴射的一對(duì)噴射噴嘴，從該下部噴射部的噴射噴嘴中的一個(gè)以高壓噴射以水泥漿為主要成分的地基改良用介質(zhì)，并從該下部噴射部的噴嘴中的另一個(gè)以高壓噴射具有固化水泥漿性質(zhì)的反應(yīng)材料。
如上所述，由于本發(fā)明的噴射攪拌施工方法和噴射攪拌裝置是上述結(jié)構(gòu)，所以起到以下效果1.由于使由本施工方法排出的泥漿循環(huán)并可混入地基改良用介質(zhì)來使用，所以本發(fā)明是將廢料作為資源再利用，從而可有效利用資源且對(duì)環(huán)境也友好的施工方法。再有，由于不必將泥漿作為施工廢料和一般殘土處理，所以可節(jié)約施工廢料處理費(fèi)用并可減少噴射攪拌施工方法整體的成本。此外，由于進(jìn)行研究以使泥漿中不含硬化劑，所以還具有可減少硬化劑的浪費(fèi)使用的效果。
2.固體物的分離由砂土的分離、泥漿向地基改良用介質(zhì)中混合、混合介質(zhì)的壓力輸送構(gòu)成，使作為施工廢料的泥土變?yōu)榭筛咝伊畠r(jià)地再利用的材料。
3.由于可將泥漿以外的一般砂土作為材料混合到地基改良用介質(zhì)中，所以可構(gòu)建強(qiáng)度更高的樁橛。
4.由于可混合形成并噴射具有某種粒徑且粘性也高的地基改良用介質(zhì)，所以能提供即使是泥漿則如果是某種粒徑也可循環(huán)使用的噴射攪拌裝置。此外，可噴射包含泥漿以外的土和砂的地基改良用介質(zhì)。
5.通過并列使用多個(gè)泵，即使是包含粒徑大的混合物的地基改良用介質(zhì)也能以高壓噴射。
6.由于防止在施工中作為硬化材料的水泥漿流出，所以可構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛。由于可防止水泥漿流出，所以可構(gòu)建充分浸入水泥漿的直徑較大的樁橛。
7.由于用反應(yīng)材料使水泥漿提早硬化，所以水泥漿不會(huì)流出到外部，從而可將流出的泥土作為一般殘土進(jìn)行處理。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖所示的實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的噴射攪拌施工方法和噴射攪拌裝置。圖1是本發(fā)明的噴射攪拌裝置的概要圖，圖2是本發(fā)明的多管桿一部分的剖視圖，圖3是本發(fā)明的噴射攪拌施工方法的泥漿處理的流程圖，圖4是連接實(shí)施例的多個(gè)壓力輸送泵的連接實(shí)例的構(gòu)成圖。
圖5是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的噴射攪拌施工方法中所使用的噴射攪拌裝置的實(shí)施方式的示意圖。圖6是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的噴射攪拌施工方法的噴射攪拌裝置的噴射器部，(a)是橫剖視圖，(b)是縱剖視圖。圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例的噴射攪拌施工方法的動(dòng)作順序的示意圖。圖8是表示本發(fā)明其它實(shí)施例的實(shí)施例3的噴射攪拌施工方法的動(dòng)作順序的示意圖。圖9是表示本發(fā)明其它實(shí)施例的噴射攪拌施工方法的動(dòng)作順序的示意圖。圖10是表示本發(fā)明其它實(shí)施例的噴射攪拌施工方法的動(dòng)作順序的示意圖。圖11是表示本發(fā)明的又一實(shí)施例的噴射攪拌施工方法的噴射攪拌裝置的噴射器部，(a)是橫剖視圖，(b)是縱剖視圖。
如圖1所示，本發(fā)明的噴射攪拌施工方法20中所用的噴射攪拌裝置10的構(gòu)成包括驅(qū)動(dòng)裝置30、壓入裝置40(進(jìn)給裝置)、多管桿50、另裝備的分離機(jī)構(gòu)。此外，雖然未圖示，但是作為必須的構(gòu)成要素，多管桿內(nèi)另裝備了用于分別壓力輸送水、壓縮空氣、地基改良用介質(zhì)、反應(yīng)材料的各泵。
對(duì)于驅(qū)動(dòng)裝置30及壓入裝置40，由于使用與現(xiàn)有技術(shù)同樣的產(chǎn)品即可，所以對(duì)其詳細(xì)說明的程度根據(jù)需要而定。
如圖2所示，多管桿50由直徑不同的四個(gè)管體構(gòu)成，并可經(jīng)各管體間的間隙A～D分別壓力輸送作為互相之間不混合的獨(dú)立個(gè)體的水、壓縮空氣、地基改良用介質(zhì)、反應(yīng)材料。此外，各管體上設(shè)有噴射地基改良用介質(zhì)的第一噴射部52、噴射反應(yīng)材料的第二噴射部54、混合并噴射水和壓縮空氣的第三噴射部56。
對(duì)于本發(fā)明的噴射攪拌施工方法20，使用圖3來詳細(xì)說明與現(xiàn)有噴射攪拌施工方法的不同點(diǎn)。本發(fā)明的噴射攪拌施工方法及裝置的特色在于將作為在現(xiàn)有噴射攪拌施工方法中丟棄處理的廢料和一般泥土60再利用這點(diǎn)上，這點(diǎn)是與現(xiàn)有技術(shù)之間的明顯不同點(diǎn)。除再利用泥漿這點(diǎn)外，為與現(xiàn)有技術(shù)大體相同的構(gòu)成，所以對(duì)與泥漿的再利用相關(guān)特征的構(gòu)造詳細(xì)說明。
本發(fā)明的噴射攪拌施工方法20的構(gòu)成包括從泥漿中分離粒徑大的砂土的砂土分離工序24、混合泥漿和地基改良用介質(zhì)的混合工序26、將混合泥漿的地基改良用介質(zhì)壓力輸送的壓力輸送工序28。在具有該工序這點(diǎn)上現(xiàn)有噴射攪拌施工方法大不相同。再有，在圖3的流程圖中，作為第一工序所記載的水分分離工序22在現(xiàn)有噴射攪拌施工方法中也進(jìn)行。
將多管桿50壓入到地基中的任意深度，并在使多管桿邊旋轉(zhuǎn)邊上升的同時(shí)進(jìn)給，從第三噴射部56噴射到達(dá)預(yù)定范圍的壓縮空氣和水并形成以旋轉(zhuǎn)的多管桿為中心的圓筒形切割部。通過切割破碎而產(chǎn)生的碎石和土及水所構(gòu)成的泥土通過挖掘孔62排出到地面。排出到地面上的泥土(泥漿)首先在水分分離工序22中分離為水分和固體物。在該實(shí)施例的噴射攪拌施工方法20中，使用分離水分和砂土的裝置來從泥漿中除去水分。
接著，在砂土分離工序24中，使用適當(dāng)?shù)姆蛛x機(jī)構(gòu)從除去水分的泥漿60除去一定粒徑以上的粒狀物。通過地基的切割而排出的泥漿60的狀態(tài)是除切割時(shí)所使用的水以外還包含較大石子等固體物或異物。在后述的噴射攪拌裝置10中，雖然以即使在包含較大粒徑的粒狀物的狀態(tài)下也能進(jìn)行噴射為特征，但是在包含大石子等固體物的狀態(tài)下難以壓力輸送。因此，為了靈活利用泥漿，在與地基改良用介質(zhì)混合前，必須去除這些粒徑大的異物。
作為分離機(jī)構(gòu)使用的裝置，只要能去除大型異物則哪種裝置皆可。例如，通過篩選去除等方法分離即可。在該實(shí)施例中，使用約5mm的篩孔來篩選去除水分的泥漿，并將5mm以上的石和沙除去。
再有，在沒有大塊石子的粒徑較小的沙和土構(gòu)成的地基的情況下，可被看作是不需要使用分離機(jī)構(gòu)的情況。此類情況也可省略砂土分離工序24。
在混合工序26中，將在砂土分離工序24中除去較大的石和沙的泥漿60與以水泥漿為主要成分的地基改良用介質(zhì)混合以形成混合介質(zhì)。由于考慮地基地組成和實(shí)施目的而適當(dāng)決定混合比，所以混合比并不特定地限于一定值。此外，可根據(jù)需要來混合水泥漿以外的藥劑等，所以皆包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
壓力輸送工序28是將在混合工序26中形成的混合介質(zhì)與現(xiàn)有噴射攪拌施工方法同樣地壓力輸送到多管桿50的第一噴射部52的工序。壓力輸送工序之后由與現(xiàn)有噴射攪拌施工方法相同的方法來實(shí)現(xiàn)樁橛的實(shí)施。
接著，使用圖1及圖2來說明本發(fā)明的噴射攪拌裝置10。該實(shí)施例的噴射攪拌裝置20由驅(qū)動(dòng)裝置30、壓入裝置40和多管桿50構(gòu)成，基本構(gòu)成與現(xiàn)有噴射攪拌裝置大體相同。但是，在本發(fā)明中，由于噴射混合了粒徑大的泥漿和水泥漿的地基改良用介質(zhì)，所以需要適當(dāng)改變多管桿50的直徑和噴嘴的直徑。再有，對(duì)于其它點(diǎn)，由于大體上與現(xiàn)有噴射攪拌裝置相同，所以此處省略詳細(xì)說明。
設(shè)有作為第一和第二噴射部的兩個(gè)噴嘴。兩個(gè)噴嘴上下設(shè)置。由噴射以水泥漿等硬化劑為主體的地基改良用介質(zhì)的第一噴射部52、噴射包含水玻璃和硅酸鈉等的反應(yīng)材料的第二噴射部54構(gòu)成。噴嘴的形狀考慮泥漿的粒徑和地基改良用介質(zhì)的粘性而決定。如果能夠噴射在地基改良用介質(zhì)中混合泥漿的混合介質(zhì)，則其形狀沒有特別限定。在圖2所示的實(shí)施例中，噴射地基改良用介質(zhì)的第一噴射部52的噴嘴連接到多管桿內(nèi)側(cè)的管，噴射反應(yīng)材料的第二噴射部54的噴嘴連接到多管桿外側(cè)的管。內(nèi)側(cè)的管可設(shè)定為混合有泥漿的地基改良用介質(zhì)能流暢流動(dòng)的直徑。
在該實(shí)施例中，其構(gòu)成為地基改良用介質(zhì)通過多管桿50的最內(nèi)側(cè)的管而被壓力輸送并從第一噴射部52噴射。連接有用于將地基硬化用介質(zhì)壓力輸送到多管桿的壓力輸送泵。壓力輸送泵理想的是考慮多管桿及噴嘴的直徑和地基硬化用介質(zhì)的粒徑及粘性來選擇能獲得適當(dāng)壓力的泵。
再有，在現(xiàn)有噴射攪拌施工方法中，由于輸送的地基硬化用介質(zhì)的粒徑較小且粘度較低，所以使用普通的高壓泵。但是，雖然通常廣泛使用的高壓泵可壓力輸送粒徑較小且粘性較低的輸送物(地基硬化用介質(zhì))，但是難以壓力輸送粒徑較大且粘性較高的輸送物(與泥漿混合的地基硬化用介質(zhì))。因此，在該實(shí)施例中，采用了使用壓力輸送泵的構(gòu)成。
此外，雖然即使僅單個(gè)使用普通的壓力輸送泵也可獲得足以攪拌地基的壓力，但是為了根據(jù)混合泥漿的地基改良用介質(zhì)的成分和粒徑及粘性來獲得足夠的壓力，有時(shí)需要并排連接多個(gè)泵。
在圖4所示的實(shí)施例中，壓力輸送泵70采用的構(gòu)成為將第一壓力輸送泵72和第二壓力輸送泵74連接到一臺(tái)電機(jī)76上，且在與各泵的排出口連接的同時(shí)，由具備一個(gè)排出口79的地基改良用介質(zhì)導(dǎo)管78構(gòu)成。從兩個(gè)泵同時(shí)壓力輸送的地基改良用介質(zhì)在地基改良用介質(zhì)導(dǎo)管的合流部合流并從排出口送出。與僅使用單個(gè)壓力輸送泵的情況相比，能以更高壓力來輸送地基改良用介質(zhì)。此外，雖然各泵和電機(jī)可靈活利用現(xiàn)存制品，但是，電機(jī)有時(shí)需要更換為具有可驅(qū)動(dòng)多個(gè)泵的性能的電機(jī)。
從地基改良用介質(zhì)導(dǎo)管78送出的地基改良用介質(zhì)通過多管桿50從噴嘴噴出。通過如此使用多個(gè)泵，可獲得足以攪拌地基的壓力。
在該實(shí)施例中，雖然將由切割排出的泥漿60在現(xiàn)場(chǎng)與地基改良用介質(zhì)混合并壓力輸送，但并不限于該現(xiàn)場(chǎng)，也可利用先前在其它現(xiàn)場(chǎng)排出的泥漿。這樣，有利于減少施工廢料的處理費(fèi)用。此外，即使是包含比本發(fā)明粒徑較大的粒狀物的地基改良用介質(zhì)，由于可以用于噴射攪拌施工方法中，所以可在泥漿以外混合其它的土和沙。例如，可直接使用水泥，并可通過本發(fā)明的噴射攪拌裝置而使具有各種變化的地基改良用介質(zhì)的使用變?yōu)榭赡堋?br> 這樣，雖然是限于以往實(shí)施臨時(shí)樁橛的施工方法，但由于如果加入沙子便可實(shí)現(xiàn)灰泥和混凝土樁橛，所以也可作為永久樁橛的施工方法來進(jìn)行使用。
第二噴射部54是噴射反應(yīng)材料的噴嘴，反應(yīng)材料具有使從第一噴射部噴射的地基改良用介質(zhì)提早硬化的性質(zhì)。在該實(shí)施例中，反應(yīng)材料使用水玻璃系的硅酸鈉，但如果能使地基改良用介質(zhì)硬化，則對(duì)化合物組成沒有特別限定，可使用適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)。再有，在使用硅酸鈉的情況下，從試驗(yàn)可知能在約50～60秒內(nèi)固化，因而在需要快速固化的工程中特別有效。
即，在需要在海底實(shí)施的海底地基的改良工程中，如果泥漿中不含有水泥等硬化劑，雖然可丟棄于海洋中，但是存在因工程而污染海洋的問題。況且，在混入硬化劑的情況下，由于不能丟棄到海洋中，所以泥漿的搬運(yùn)將花費(fèi)額外的大量成本。
對(duì)此，如果將本發(fā)明的噴射攪拌施工方法用于海底地基的改良工程中，則通過加工作為廢料的泥漿而混合到地基改良用介質(zhì)中并可再利用，所以可防止海洋污染。此外，由于硬化速度較快，所以可充分實(shí)現(xiàn)用于地基改良的硬化目的。再有，在建筑現(xiàn)場(chǎng)，即使是施工時(shí)間如鐵道一般限定于從最后一趟車到始發(fā)車的短時(shí)間內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)，由于如上述般在短時(shí)間內(nèi)完成硬化，所以也具有可構(gòu)建樁橛的效果。
圖5表示本發(fā)明的噴射攪拌施工方法中所用的噴射橫框裝置，圖6(a)和(b)表示噴射攪拌(摸拝)裝置的噴射器部。
在圖5中，標(biāo)記101是被稱作鉆孔機(jī)的噴射攪拌裝置，該噴射攪拌裝置101具備內(nèi)裝液壓泵的驅(qū)動(dòng)裝置102和使多管桿3升降及旋轉(zhuǎn)的進(jìn)給裝置104。上述多管桿103的最下端部連接有噴射器部105，如圖6(a)和(b)所示，該噴射器部105由連接到上述多管桿103的互相之間為同心狀的四重筒體151、152、153、154構(gòu)成，并與上述多管桿3一同進(jìn)行升降及旋轉(zhuǎn)操作。
該噴射器部105在上下部互相之間以一定間隔例如間隔約1～2m處各設(shè)有一對(duì)噴射噴嘴161、162、171、172(噴射部)。
上部的噴射噴嘴161、162設(shè)于噴射器部105外側(cè)的筒體151、152上，下部的噴射噴嘴171、172設(shè)于噴射器部105內(nèi)側(cè)的筒體153、154上。上部的噴射噴嘴161、162在相反的方向上設(shè)于噴射器部105的互相相對(duì)側(cè)上。其構(gòu)成為從筒體152、153之間向這些上部的噴射噴嘴161、162供給超高壓水并從筒體151、152之間向其供給壓縮空氣。
上述內(nèi)側(cè)的筒體153、154的構(gòu)成為設(shè)置為比外側(cè)筒體151、152更向下方延伸，噴射噴嘴171連接到筒體154的內(nèi)部，并供給以水泥為主要成分的地基改良用介質(zhì)。
另一方面，噴射噴嘴172的構(gòu)成為連接于內(nèi)側(cè)筒體153、154之間，并供給具有使作為地基改良用介質(zhì)的主要成分的水泥漿固化的性質(zhì)的反應(yīng)材料。
作為具有使水泥漿固化性質(zhì)的反應(yīng)材料，使用水玻璃系的硅酸鈉。以硅酸鈉的比例相對(duì)于水為30-50％的比例來制作溶液。
在說明使用噴射攪拌施工方法構(gòu)建樁橛的情況時(shí)，將多管桿103在地基108中進(jìn)給到預(yù)定深度并切割地基(參照?qǐng)D5)。接著，使多管桿3邊旋轉(zhuǎn)邊以預(yù)定速度例如1米15～16分的速度上升。而且，在上升的同時(shí)從上部的噴射噴嘴161、162噴射壓縮空氣和超高壓水109來切割地基108(參照?qǐng)D7)。隨著地基108的切割而產(chǎn)生的排出泥土110從多管桿103周圍的挖掘孔111利用提升效果而排出到地面。
在該階段，還沒有從下部的噴射噴嘴171、172噴射以水泥為主要成分的地基改良用介質(zhì)及反應(yīng)材料。在上部的噴射噴嘴161、162開始噴射的地基的深度，當(dāng)下部噴射噴嘴171、172到達(dá)時(shí)，從下側(cè)噴射噴嘴171開始向已攪拌的地基181噴射以水泥為主要成分的地基改良材料112。同時(shí)，從下部的噴射噴嘴172開始噴射具有使水泥漿固化的性質(zhì)的反應(yīng)材料113(參照?qǐng)D8)。從下部的噴射噴嘴172噴射作為反應(yīng)材料113的水玻璃系的硅酸鈉。從下部的噴射噴嘴172向地基中連續(xù)或間歇地噴射反應(yīng)材料113。
從上部的噴射噴嘴161、162噴射壓縮空氣和超高壓水109來切割地基181，同時(shí)，從下部的噴射噴嘴171噴射以水泥為主要成分的地基改良用介質(zhì)112，并從下部的噴射噴嘴172噴射作為反應(yīng)材料113的水玻璃系的硅酸鈉(參照?qǐng)D9)。以水泥為主要成分的地基改良用介質(zhì)112因反應(yīng)材料而提早硬化。這期間內(nèi)，噴射器部105在與多管桿103一同旋轉(zhuǎn)的同時(shí)逐漸上升。從挖掘孔111排出到地上的排出泥土110由于不含地基改良用介質(zhì)，所以科作為一般殘土處理。
而且，如果上部的噴射噴嘴161、162到達(dá)地基改良區(qū)域的上端，則停止從上部的噴射噴嘴161、162噴射壓縮空氣和超高壓水109，然后，從下部的噴射噴嘴171、172噴射地基改良用介質(zhì)112和反應(yīng)材料113并上升到地基改良區(qū)域(參照?qǐng)D10)。在該階段，排出的泥漿作為施工廢料處理。這樣，從下部的噴射噴嘴171噴射的地基改良用介質(zhì)112的水泥漿因從下部的噴射噴嘴172噴射的反應(yīng)材料113而提早硬化并構(gòu)建樁橛182，所以防止了混合氣體噴出現(xiàn)象并且地基改良用介質(zhì)112不會(huì)排出到外部。地基改良用介質(zhì)112因反應(yīng)材料113而提早硬化，所以不會(huì)流出到外部并可構(gòu)建充分浸有地基改良用介質(zhì)112的直徑較大的樁橛182。
圖11(a)和(b)是噴射器部115的其它實(shí)施方式，且與圖6相同部分標(biāo)以相同標(biāo)記，該噴射器部115使噴射噴嘴171、172的位置上下錯(cuò)開，并在從噴射噴嘴171噴射地基改良用介質(zhì)112后，在經(jīng)過一段時(shí)間后從噴射噴嘴172噴射反應(yīng)材料113。根據(jù)該實(shí)施方式，由于在噴射地基改良用介質(zhì)112后一段時(shí)間再噴射反應(yīng)材料113，所以能可靠地將反應(yīng)材料113混合到地基改良用介質(zhì)112中。
本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施方式，例如，在上述實(shí)施方式中，雖然使用水玻璃系的硅酸鈉來作為具有使水泥漿固化的性質(zhì)的反應(yīng)材料，但也可使用其它反應(yīng)材料等，另外，當(dāng)然也可在不改變本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)改變來進(jìn)行實(shí)施。


圖1是本發(fā)明的噴射攪拌裝置的概要圖。
圖2是本發(fā)明的多管桿一部分的剖視圖。
圖3是本發(fā)明的噴射攪拌施工方法的泥漿處理的流程圖。
圖4是連接實(shí)施例的多個(gè)壓力輸送泵的連接實(shí)例的構(gòu)成圖。
圖5是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的噴射攪拌施工方法中所使用的噴射攪拌裝置的實(shí)施方式的示意圖。
圖6是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的噴射攪拌施工方法的噴射攪拌裝置的噴射器部，(a)是橫剖視圖，(b)是縱剖視圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例的噴射攪拌施工方法的動(dòng)作順序的示意圖。
圖8是表示本發(fā)明其它實(shí)施例的實(shí)施例3的噴射攪拌施工方法的動(dòng)作順序的示意圖。
圖9是表示本發(fā)明其它實(shí)施例的噴射攪拌施工方法的動(dòng)作順序的示意圖。
圖10是表示本發(fā)明其它實(shí)施例的噴射攪拌施工方法的動(dòng)作順序的示意圖。
圖11是表示本發(fā)明的又一實(shí)施例的噴射攪拌施工方法的噴射攪拌裝置的噴射器部，(a)是橫剖視圖，(b)是縱剖視圖。
圖中10-噴射攪拌裝置 20-噴射攪拌施工方法22-水分分離工序 24-砂土分離工序26-混合工序 28-壓力輸送工序30-驅(qū)動(dòng)裝置 40-壓入裝置50-多管桿52-第一噴射部54-第二噴射部56-第三噴射部60-泥漿 62-挖掘孔70-壓力輸送泵72-第一壓力輸送泵74-第二壓力輸送泵76-電機(jī)78-地基改良用介質(zhì)導(dǎo)管79-排出口101-噴射攪拌裝置 102-驅(qū)動(dòng)裝置103-多管桿 104-進(jìn)給裝置105-噴射器部 108-地基109-壓縮空氣和超高壓水 110-排出泥土111-挖掘孔
112-以水泥為主要成分的地基改良用介質(zhì)113-反應(yīng)材料151、152、153、154-筒體161、162、171、172-噴射噴嘴(噴射部)181-已攪拌的地基182-樁橛
權(quán)利要求
1.一種噴射攪拌施工方法，在下端設(shè)有噴射以水泥漿為主要成分的地基改良用介質(zhì)的第一噴射部和噴射反應(yīng)材料的第二噴射部，再有，多管桿在比上述第一和第二噴射部高的上部設(shè)有由混合噴射壓縮空氣和水的相對(duì)的口構(gòu)成的第三噴射部，將多管桿壓入或進(jìn)給到地基中，并在地基中使上述多管桿邊旋轉(zhuǎn)邊上升，且在預(yù)定范圍內(nèi)從上述第三噴射部噴射壓縮空氣和水以將地基改良范圍噴射切割成圓筒形，在將切割的泥漿從挖掘孔排出到地面的同時(shí)從上述第一噴射部的噴嘴噴射地基改良用介質(zhì)，再?gòu)牡诙娚洳繃娮靽娚涫沟鼗牧加媒橘|(zhì)固化的反應(yīng)材料，并構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛，其特征在于從排出到地面的包含水的泥土構(gòu)成的上述泥漿中，分離去除一定粒徑以上的固體物并與上述地基改良用介質(zhì)混合而形成混合介質(zhì)，再由壓力輸送泵壓力輸送，從第一噴射部作為地基改良用介質(zhì)噴射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射攪拌施工方法，其特征在于上述分離包括從泥漿分離粒徑大的砂土的砂土分離工序、將泥漿和地基改良用介質(zhì)混合的混合工序、將混合了泥漿的地基改良用介質(zhì)進(jìn)行壓力輸送的壓力輸送工序。
3.一種噴射攪拌施工方法，其特征在于設(shè)有噴射混合了水泥漿和砂土的地基改良用介質(zhì)的第一噴射部和噴射反應(yīng)材料的第二噴射部，再有，多管桿在比上述第一和第二噴射部高的上部設(shè)有由混合噴射壓縮空氣和水的相對(duì)的口構(gòu)成的第三噴射部，將多管桿壓入或進(jìn)給到地基中，在地基中使上述多管桿邊旋轉(zhuǎn)邊上升，并在預(yù)定范圍內(nèi)從上述第三噴射部噴射壓縮空氣和水以將地基改良范圍噴射切割成圓筒形，在將切割的泥漿從挖掘孔排出到地面的同時(shí)從上述第一噴射部的噴嘴噴射由壓力輸送泵進(jìn)行壓力輸送的混合了水泥漿和砂土的地基改良用介質(zhì)，再?gòu)牡诙娚洳康膰娮靽娚涔袒鼗牧加媒橘|(zhì)的反應(yīng)材料以構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛。
4.一種噴射攪拌裝置，在權(quán)利要求1-3的噴射攪拌方法中所使用，其在下端設(shè)有噴射以水泥漿為主要成分的地基改良用介質(zhì)的第一噴射部和噴射反應(yīng)材料的第二噴射部，再有，多管桿在比上述第一和第二噴射部高的上部設(shè)有由混合噴射壓縮空氣和水的相對(duì)的口構(gòu)成的第三噴射部，將多管桿壓入或進(jìn)給到地基中，在地基中使上述多管桿邊旋轉(zhuǎn)邊上升，并在預(yù)定范圍內(nèi)從上述第三噴射部噴射壓縮空氣和水以將地基改良范圍噴射切割成圓筒形，在將切割的泥漿從挖掘孔排出到地面的同時(shí)從上述第一噴射部的噴嘴噴射地基改良用介質(zhì)，再?gòu)牡诙娚洳繃娮靽娚涫沟鼗牧加媒橘|(zhì)固化的反應(yīng)材料，由此構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛，其特征在于，為將混合了砂土和/或一定粒徑以下的泥漿的地基改良用介質(zhì)加壓輸送到多管桿而裝備了壓力輸送泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴射攪拌裝置，其特征在于上述噴射攪拌裝置為以更高壓壓力輸送地基改良用介質(zhì)而并列連接多個(gè)壓力輸送泵。
6.一種噴射攪拌施工方法，在地基中進(jìn)給多管桿，在邊使該多管桿旋轉(zhuǎn)邊從該地基中升起的同時(shí)，從在該多管桿上所設(shè)的噴射噴嘴將以水泥漿為主要成分的地基改良用介質(zhì)以高壓噴射到地基中并攪拌地基以構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛來改良地基，其特征在于在上述多管桿的下端部上下兩個(gè)地方設(shè)有噴射部，噴射部設(shè)有噴嘴，下方的噴射部設(shè)有向相反方向噴射的一對(duì)噴射噴嘴，在預(yù)定制作長(zhǎng)度范圍內(nèi)，從上方的噴射部噴射壓縮空氣和水以切割地基改良區(qū)域，并在通過切割孔將該泥漿排出到地面且將上述泥漿作為一般殘土進(jìn)行處理的同時(shí)使下方的噴射部到達(dá)上述地基改良區(qū)域，而后，在地基改良區(qū)域中，從下方的噴射部的一個(gè)噴射噴嘴噴射以水泥漿為主要成分的地基改良用介質(zhì)，并從另一個(gè)噴射噴嘴噴射具有固化上述水泥漿性質(zhì)的反應(yīng)材料，由上述反應(yīng)材料提早使上述地基改良用介質(zhì)硬化，防止混合氣體噴出的現(xiàn)象并防止水泥漿流出，構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛。
7.一種噴射攪拌裝置，具備內(nèi)裝液壓泵的驅(qū)動(dòng)裝置和使多管桿升降·旋轉(zhuǎn)的進(jìn)給裝置，在地基中使多管桿進(jìn)給，在使該多管桿邊旋轉(zhuǎn)邊從該地基中上升的同時(shí)，從在該多管桿上所設(shè)的噴射噴嘴以高壓向地基中噴射以水泥為主要成分的地基改良用介質(zhì)并攪拌地基，構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛，其特征在于在上述多管桿的最下端部，設(shè)有互相之間以一定間隔上下設(shè)置噴射部的噴射器部，噴射部設(shè)有噴嘴，在該噴射器部的上部噴射部設(shè)有一同噴射壓縮空氣和水的噴射噴嘴，在上述噴射器部的下部噴射部設(shè)有互相之間逆向地噴射的一對(duì)噴射噴嘴，從該下部噴射部的噴射噴嘴中的一個(gè)以高壓噴射以水泥漿為主要成分的地基改良用介質(zhì)，并從該下部噴射部的噴嘴中的另一個(gè)以高壓噴射具有固化水泥漿性質(zhì)的反應(yīng)材料。
全文摘要
本發(fā)明提供不將泥漿作為施工廢料或一般殘土進(jìn)行處理并在排除粒徑大的固體物后與硬化材料等地基改良用介質(zhì)混合以作為建筑構(gòu)建材料再利用的樁橛的噴射攪拌施工方法及噴射攪拌裝置。使設(shè)有多個(gè)噴射部的多管桿從地基中邊旋轉(zhuǎn)邊上升，同時(shí)，從第三噴射部噴射壓縮空氣和水并將地基改良范圍噴射切割成圓筒形，將切割的泥漿通過挖掘孔排出到地面，從第一噴射部的噴嘴噴射地基改良用介質(zhì)以及從第二噴射部的噴嘴噴射使地基改良用介質(zhì)固化的反應(yīng)材料以構(gòu)建預(yù)定直徑的樁橛，在該噴射攪拌施工方法中，是從排出到地面的泥漿中分離去除一定粒徑以上的固體物并與地基改良用介質(zhì)混合而形成混合介質(zhì)，再用壓力輸送泵壓力輸送并從第一噴射部噴出的樁橛構(gòu)建施工方法。
文檔編號(hào)E02D3/00GK1914380SQ200580003830
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月11日
發(fā)明者小巖儀信, 小巖洋子, 矢野英雄 申請(qǐng)人:榮興產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社